Technisches Gebiet
[0001] Die Erfindung betrifft eine Dichtungsanordnung und deren Verwendung, wobei die Dichtungsanordnung
ein erstes und ein zweites Maschinenelement umfasst, die jeweils aus einem elektrisch
leitfähigen Werkstoff bestehen und eine Dichtung, wobei die beiden Maschinenelemente
durch die Dichtung gegeneinander abgedichtet sind, wobei die Dichtung einen elektrisch
leitfähigen Tragkörper umfasst und wobei der Tragkörper zumindest einen im Wesentlichen
dornförmigen Vorsprung aus einem elektrisch leitfähigen Werkstoff umfasst.
Stand der Technik
[0002] Eine solche Dichtungsanordnung ist jeweils aus der
US 2 796 457 und der
US 5 702 111 bekannt. Aus der
US 2 796 457 ist eine Dichtungsanordnung bekannt, gemäß der Präambel von Anspruch 1, wobei eine
Dichtung mit einem elektrisch leitfähigen Tragkörper zwischen zwei metallischen Maschinenelementen
angeordnet ist.
[0003] Für eine verbesserte Anpassung der Dichtung an die jeweiligen Gegebenheiten des Anwendungsfalls,
insbesondere um das Abdichtungsergebnis zwischen den beiden metallischen Maschinenelementen
zu verbessern, kann der elektrisch leitfähige Tragkörper sandwichartig zwischen zwei
Lagen aus einem gummielastischen Dichtungswerkstoff angeordnet sein. Weil der gummielastische
Dichtungswerkstoff elektrisch isolierend ist, wird dieser von den dornförmigen Vorsprüngen
des Tragkörpers durchdrungen, derart, dass eine elektrisch leitende Verbindung zwischen
den metallischen Maschinenelementen mittels des elektrisch leitfähigen Tragkörpers
erreicht wird.
[0004] Eine weitere Dichtungsanordnung ist aus der
US 5 702 111 bekannt. Die Dichtungsanordnung umfasst zwei elektrisch leitfähige Maschinenelemente,
die durch eine Dichtung gegeneinander abgedichtet sind. Der elektrisch leitfähige
Tragkörper der Dichtung ist von einem Dichtungswerkstoff umschlossen, wobei die dornförmigen
Vorsprünge des Tragkörpers während der bestimmungsgemäßen Verwendung der Dichtungsanordnung
den Dichtungswerkstoff durchdringen und dadurch eine elektrisch leitende Verbindung
zwischen den beiden Maschinenelementen bewirken.
[0005] Die elektrisch leitfähige Verbindung ergibt sich während der Montage der Dichtungsanordnung.
Durch eine Verpressung der Dichtung zwischen den Maschinenelementen durchstoßen die
Vorsprünge den Dichtungswerkstoff und legen sich elektrisch leitend an das jeweils
benachbarte Maschinenelement an.
[0006] Aus der
DE 10 2010 018 270 A1 ist eine weitere elektrisch leitfähige Dichtungsanordnung bekannt, die in Hybrid-
und Elektrofahrzeugen zur Anwendung gelangt. Die elektrisch leitfähige Dichtungsanordnung
soll verhindern, dass verteilte RF-Energie zu unerwünschten Störungen führt, zum Beispiel
zu Störungen in der Fahrzeugelektronik und/oder zu Beeinträchtigungen des Radioempfangs.
Diese unerwünschten Störungen sollen dadurch verhindert werden, dass eine in der Dichtungsanordnung
zur Anwendung gelangende Dichtung aus einem elektrisch leitfähigen Werkstoff besteht
und elektrisch leitend zwischen einer abzudichtenden Welle und einem Gehäuse angeordnet
ist.
[0007] Aus der
US 2008/0042437 A1 ist eine Flanschanordnung bekannt, die im Zusammenhang mit einer Kraftstoffpumpe
zur Anwendung gelangt.
[0008] Die Flanschanordnung umfasst ein erstes Maschinenelement, das schlauchförmig ausgebildet
ist und aus einem elektrisch leitfähigen Kunststoff besteht sowie ein zweites Maschinenelement,
das leitungsförmig ausgebildet ist und eine Flanschstruktur umfasst, wobei das zweite
Maschinenelement aus einem elektrisch nicht-leitfähigen Kunststoff besteht.
[0009] Das zweite Maschinenelement ist mit seinem einen Ende, in Strömungsrichtung einerseits
der Flanschstruktur, durch eine widerhakenförmige Verkrallung im ersten Maschinenelement
befestigt.
[0010] Innenseitig im zweiten Maschinenelement ist eine Erdungshülse angeordnet, die das
entsprechende stirnseitige Ende des zweiten Maschinenelements überdeckt und mit einem
widerhakenförmig umlaufenden Vorsprung ebenfalls mit der Oberfläche des ersten Maschinenelements
verkrallt ist.
[0011] Die Erdungshülse kann aus einem elektrisch leitfähigen Kunststoff bestehen.
[0012] Abgedichtet ist die Flanschanordnung im Bereich der Flanschstruktur des zweiten,
elektrisch nicht-leitenden Maschinenelements gegenüber der Wand eines Treibstofftanks.
Darstellung der Erfindung
[0013] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Dichtungsanordnung der eingangs genannten
Art derart weiterzuentwickeln, dass diese als Leichtbau-Anordnung ausgebildet ist
und ein niedriges Gewicht aufweist, insbesondere dass andere als metallische Werkstoffe
für die Maschinenelemente zur Anwendung gelangen können und trotzdem elektromagnetische
Störwellen abgeschirmt werden.
[0014] Dadurch soll die Dichtungsanordnung besonders vorteilhaft auf dem Gebiet der "e-mobility"
eingesetzt werden können. Außerdem soll eine Verwendung einer solchen Dichtungsanordnung
genannt werden.
[0015] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Dichtungsanordnung gemäß Anspruch 1
und eine Verwendung gemäß Anspruch 6 gelöst. Auf vorteilhafte Ausgestaltungen der
Dichtungsanordnung nehmen die auf Anspruch 1 direkt oder indirekt rückbezogenen Ansprüche
Bezug.
[0016] Zur Lösung der Aufgabe ist es vorgesehen, dass zumindest eines der Maschinenelemente
aus einem elektrisch leitfähigen Kunststoff besteht, der herstellungsbedingt von einer
elektrisch isolierenden Spritzhaut zumindest teilweise überdeckt ist und dass der
zumindest eine, im Wesentlichen dornförmige Vorsprung auf der der Spritzhaut zugewandten
Seite des Tragkörpers angeordnet ist und die Spritzhaut vollständig durchdringt.
[0017] Üblicherweise bestehen die beiden elektrisch leitfähigen Maschinenelemente jeweils
aus einem metallischen Werkstoff. Maschinenelemente aus metallischen Werkstoffen haben
im Vergleich zu entsprechenden Maschinenelementen aus Kunststoff häufig ein deutlich
höheres Gewicht. Insbesondere für mobile Verwendungen, also beispielsweise in Kraftfahrzeugen,
wird Leichtbau zunehmend wichtiger, im Hinblick auf den Schutz der Umwelt durch die
Reduzierung des Verbrauchs von Rohstoffen und Energie.
[0018] Gelangt die Dichtungsanordnung im Zusammenhang mit "e-mobility" zur Anwendung und
die beiden Maschinenelemente sind Teil eines Gehäuses, in dem ein Elektrobauteil angeordnet
ist, müssen der Innenraum des Gehäuses und die Umgebung gegeneinander elektromagnetisch
abgeschirmt sein, um störende gegenseitige Einflüsse aus dem Innenraum des Gehäuses
auf die Umgebung und von der Umgebung auf den Innenraum des Gehäuses möglichst auszuschließen.
Für eine elektromagnetische Abschirmung kamen bisher jedoch ausschließlich Maschinenelemente
aus metallischen Werkstoffen zur Anwendung, weil diese zuverlässig elektrisch leitfähig
sind.
[0019] Kunststoffteile wurden bisher zur Abschirmung elektromagnetischer Störwellen nicht
verwendet. Das ist vermutlich darauf zurückzuführen, dass Kunststoffe herstellungsbedingt
eine Spritzhaut haben, die elektrisch isolierend ist. Die Spritzhaut ist auch dann
elektrisch isolierend, wenn der Kunststoff, aus dem das Maschinenelement besteht,
elektrisch leitfähig ist, zum Beispiel dadurch, dass elektrisch leitfähige Partikel
im Kunststoff angeordnet sind.
[0020] Um einen elektrisch leitfähigen Kunststoff für zumindest eines der Maschinenelemente
verwenden zu können, ist es jedoch erforderlich, dass die elektrisch isolierende Spritzhaut
zur elektrischen Kontaktierung vollständig durchdrungen wird.
[0021] Erfindungsgemäß ist es dafür vorgesehen, dass die Dichtung einen elektrisch leitfähigen
Tragkörper umfasst und dass der Tragkörper einen im Wesentlichen dornförmigen Vorsprung
aus einem elektrisch leitfähigen Werkstoff umfasst, der auf der der Spritzhaut zugewandten
Seite des Tragkörpers angeordnet ist und die Spritzhaut vollständig durchdringt.
[0022] Für eine gute elektromagnetische Abschirmung ist es notwendig, dass die beiden zur
Anwendung gelangenden Maschinenelemente durch die Dichtung zuverlässig elektrisch
leitend miteinander verbunden sind. Die elektrisch leitende Verbindung erfolgt durch
den elektrisch leitfähigen Vorsprung des elektrisch leitfähigen Tragkörpers.
[0023] Unter einem im Wesentlichen dornförmigen Vorsprung wird im Rahmen der vorliegenden
Erfindung im weitesten Sinne eine die elektrisch isolierende Spritzhaut durchdringende
Geometrie verstanden, also zum Beispiel auch schneidende Formelemente, wie eine Schneidkante,
die auf dem Tragkörper angeordnet ist.
[0024] Bevorzugt ist die Schneidkante umfangseitig umlaufend auf dem Tragkörper angeordnet.
Dadurch wird eine besonders zuverlässige elektrisch leitende Verbindung zwischen den
Maschinenelementen erreicht.
[0025] Dadurch, dass die Maschinenelemente durch die Dichtung elektrisch leitend miteinander
verbunden sind, werden elektromagnetische Störwellen daran gehindert, aus dem Gehäuse
in die Umgebung zu gelangen und die Funktion in der Umgebung angeordneter elektronischer
Bauteile zu stören. Und/oder Störwellen aus der Umgebung werden daran gehindert, von
der Umgebung in das Gehäuse zu gelangen und die Funktion im Inneren des Gehäuses angeordneter
Elektrobauteile zu stören.
[0026] Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann es vorgesehen sein, dass der Tragkörper
und der Vorsprung einstückig ineinander übergehend und materialeinheitlich ausgebildet
sind. Durch eine solche Ausgestaltung ist die Dichtung einfach und kostengünstig herstellbar.
Außerdem ist von Vorteil, dass die Dichtungsanordnung insgesamt einen teilearmen Aufbau
aufweist und dass dadurch die Gefahr von Fehlern bei der Montage der Dichtungsanordnung
auf ein Minimum reduziert ist.
[0027] Der Tragkörper und der Vorsprung können aus einem metallischen Werkstoff bestehen.
Tragkörper aus metallischen Werkstoffen sind auch in großen Stückzahlen einfach und
kostengünstig herstellbar.
[0028] Die Dichtung kann als Flachdichtung ausgebildet sein. Solche Flachdichtungen gelangen
üblicherweise zur Anwendung, um Flansche von Gehäuseteilen mehrteiliger Gehäuse gegeneinander
abzudichten.
[0029] Wie zuvor bereits ausgeführt, kann das zumindest eine Maschinenelement durch ein
Gehäuseteil eines Gehäuses gebildet sein.
[0030] Auch können beide Maschinenelemente als Gehäuseteile ausgebildet sein, das Gehäuse
bilden und jeweils aus einem elektrisch leitfähigen Kunststoff bestehen. In einem
solchen Fall würde der Tragkörper auf seinen einander abgewandten Seiten jeweils zumindest
einen im Wesentlichen dornförmigen Vorsprung aufweisen, der die jeweilige Spritzhaut
des jeweiligen Maschinenelements vollständig durchdringt, um die Maschinenelemente
elektrisch leitend miteinander zu verbinden.
[0031] Besonders vorteilhaft ist die Verwendung der Dichtungsanordnung, wenn die beiden
Maschinenelemente Gehäuseteile eines Gehäuses bilden und ein elektromagnetische Störwellen
aussendendes Elektrobauteil elektromagnetisch abschirmend umschließen. Das Elektrobauteil
kann zum Beispiel durch einen Elektromotor eines Kraftfahrzeugs gebildet sein. Durch
die Dichtungsanordnung werden elektromagnetische Störwellen daran gehindert, aus dem
Inneren des Gehäuses in die Umgebung zu gelangen und dort andere Elektrobauteile zu
stören. Zum Beispiel Steuergeräte oder das Radio in einem Kraftfahrzeug.
Kurzbeschreibung der Zeichnung
[0032] Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Dichtungsanordnung wird nachfolgend
anhand der Figuren 1 und 2 näher beschrieben.
[0033] Die Figuren 1 und 2 zeigen jeweils in schematischer Darstellung:
- Figur 1
- einen Ausschnitt aus der Dichtungsanordnung, zum besseren Verständnis in Explosions-Darstellung,
- Figur 2
- einen vergrößerten Ausschnitt X aus Figur 1.
Ausführung der Erfindung
[0034] In Figur 1 ist ein Ausschnitt aus der erfindungsgemäßen Dichtungsanordnung in schematischer
Darstellung gezeigt. Der Bereich X ist in Form einer Explosionsdarstellung gezeigt,
um die Einzelteile aus der Dichtungsanordnung und deren Details besser erkennen zu
können.
[0035] In Figur 1 ist die Dichtungsanordnung gezeigt, die das Gehäuse 10 für ein elektromagnetische
Störwellen aussendendes Elektrobauteil 11, hier einen Elektromotor, umfasst. Die beiden
Maschinenelemente 1, 2 bilden die beiden Gehäuseteile 8, 9 des Gehäuses 10.
[0036] Das erste 1 und das zweite Maschinenelement 2 bestehen jeweils aus einem elektrisch
leitfähigen Werkstoff. Entweder bestehen beide Maschinenelemente 1 und 2 aus einem
elektrisch leitfähigen Kunststoff oder nur eines der Maschinenelemente 1 oder 2.
[0037] Die beiden Maschinenelemente 1, 2 werden durch die Dichtung 3 gegeneinander abgedichtet
und elektrisch leitend miteinander verbunden. Das Elektrobauteil 11 wird durch die
beiden Maschinenelemente 1, 2 und die Dichtung 3 elektromagnetisch gegenüber der Umgebung
12 abgeschirmt.
[0038] Im gezeigten Ausführungsbeispiel besteht das erste Maschinenelement 1 aus einem elektrisch
leitfähigen Kunststoff, das zweite Maschinenelement 2 demgegenüber aus einem metallischen
Werkstoff. Das erste Maschinenelement 1 ist herstellungsbedingt von einer elektrisch
isolierenden Spritzhaut 4 überdeckt. Diese elektrisch isolierende Spritzhaut 4 muss
durchdrungen sein, um die beiden Maschinenelemente 1, 2 mittels der Dichtung 3 elektrisch
leitend zu verbinden. Dadurch werden die elektromagnetischen Störwellen, die durch
das Elektrobauteil 11 während seiner bestimmungsgemäßen Verwendung verursacht werden,
gegenüber der Umgebung 12 elektromagnetisch abgeschirmt.
[0039] Dafür ist die Dichtung 3 speziell ausgebildet. Die Dichtung 3 umfasst einen elektrisch
leitfähigen Tragkörper 5 aus einem metallischen Werkstoff, wobei der Tragkörper 5
im hier dargestellten Ausführungsbeispiel einen im Wesentlichen dornförmigen Vorsprung
6 in Form einer Schneidkante aufweist, die sich umfangsseitig umlaufend entlang des
Tragkörpers 5 erstreckt. Der Tragkörper 5 und der dornförmige Vorsprung 6 bestehen
im gezeigten Ausführungsbeispiel aus einem elektrisch leitfähigen Blech. Der dornförmige
Vorsprung 6 durchdringt während der bestimmungsgemäßen Verwendung der Dichtungsanordnung
die Spritzhaut 4 vollständig. Dadurch, dass der Vorsprung 6 die Spritzhaut 4 vollständig
durchdringt, verbinden der Tragkörper 5 und der Vorsprung 6 das aus einem elektrisch
leitenden Kunststoff bestehende erste Maschinenelement 1 mit dem aus einem metallischen
Werkstoff bestehenden zweiten Maschinenelement 2 elektrisch leitend.
[0040] Der Tragkörper 5 und der Vorsprung 6 sind einstückig ineinander übergehend und materialeinheitlich
ausgebildet.
[0041] Die Dichtung 3 ist im gezeigten Ausführungsbeispiel als Flachdichtung 7 ausgebildet.
Die einander gegenüberliegenden Flansche der beiden Maschinenteile 1, 2 werden durch
die Flachdichtung 7 gegeneinander abgedichtet.
[0042] In Figur 2 ist der Ausschnitt X aus Figur 1 in vergrößerter Darstellung gezeigt.
Die Dichtung 3 umfasst, wie zuvor beschrieben, den elektrisch leitfähigen Tragkörper
5 und den in Richtung des ersten Maschinenelements 1 vorspringenden Vorsprung 6, der
hier als umlaufende Schneidkante 13 ausgebildet ist. Durch die Schneidkante 13 wird
die Spritzhaut 4, die herstellungsbedingt bei einem Kunststoffteil zwingend entsteht
und elektrisch isolierend ist, vollständig durchdrungen.
1. Dichtungsanordnung, umfassend ein erstes (1) und ein zweites Maschinenelement (2),
die jeweils aus einem elektrisch leitfähigen Werkstoff bestehen und eine Dichtung
(3), wobei die beiden Maschinenelemente (1, 2) durch die Dichtung (3) gegeneinander
abgedichtet sind, wobei die Dichtung (3) einen elektrisch leitfähigen Tragkörper (5)
umfasst und wobei der Tragkörper (5) zumindest einen im Wesentlichen dornförmigen
Vorsprung (6) aus einem elektrisch leitfähigen Werkstoff umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eines der Maschinenelemente (1, 2) aus einem elektrisch leitfähigen Kunststoff
besteht, der herstellungsbedingt von einer elektrisch isolierenden Spritzhaut (4)
zumindest teilweise überdeckt ist und dass der zumindest eine, im Wesentlichen dornförmige
Vorsprung (6) auf der der Spritzhaut (4) zugewandten Seite des Tragkörpers (5) angeordnet
ist und die Spritzhaut (4) vollständig durchdringt.
2. Dichtungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Tragkörper (5) und der Vorsprung (6) einstückig ineinander übergehend und materialeinheitlich
ausgebildet sind.
3. Dichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Tragkörper (5) und der Vorsprung (6) aus einem metallischen Werkstoff bestehen.
4. Dichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung (3) als Flachdichtung (7) ausgebildet ist.
5. Dichtungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Maschinenelement (1, 2) durch ein Gehäuseteil (8, 9) eines Gehäuses
(10) gebildet ist.
6. Verwendung einer Dichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Maschinenelemente (1, 2) die Gehäuseteile (8, 9) des Gehäuses (10) bilden
und ein elektromagnetische Störwellen aussendendes Elektrobauteil (11) elektromagnetisch
abschirmend umschließen.
1. Seal assembly comprising a first machine element (1) and a second machine element
(2), which are in each case composed of an electrically conductive material, and a
seal (3), wherein the two machine elements (1, 2) are sealed in relation to one another
by the seal (3), wherein the seal (3) comprises an electrically conductive supporting
body (5), and wherein the supporting body (5) comprises at least one substantially
spike-shaped protrusion (6) of an electrically conductive material, characterized in that at least one of the machine elements (1, 2) is composed of an electrically conductive
plastics material which for production reasons is at least partially covered by an
electrically isolating injection-moulded surface (4), and in that the at least one substantially spike-shaped protrusion (6) is disposed on the side
of the supporting body (5) that faces the injection-moulded surface (4) and completely
penetrates the injection-moulded surface (4).
2. Seal assembly according to Claim 1, characterized in that the supporting body (5) and the protrusion (6) are configured to integrally transition
into one another and in a materially integral manner.
3. Seal assembly according to one of Claims 1 or 2, characterized in that the supporting body (5) and the protrusion (6) are composed of a metallic material.
4. Seal assembly according to one of Claims 1 to 3, characterized in that the seal (3) is configured as a flat seal (7).
5. Seal assembly according to Claim 1, characterized in that the at least one machine element (1, 2) is formed by a housing part (8, 9) of a housing
(10).
6. Use of a seal assembly according to one of Claims 1 to 5, characterized in that the two machine elements (1, 2) form the housing parts (8, 9) of the housing (10)
and enclose in an electromagnetically shielding manner an electrical component (11)
that emits electromagnetic interference waves.
1. Agencement d'étanchéité, comprenant un premier (1) et un deuxième élément de machine
(2), qui sont chacun constitués d'un matériau électriquement conducteur, et un joint
d'étanchéité (3), les deux éléments de machine (1, 2) étant rendus étanches l'un par
rapport à l'autre par le joint d'étanchéité (3), le joint d'étanchéité (3) comprenant
un corps porteur (5) électriquement conducteur et le corps porteur (5) comprenant
au moins une saillie (6) essentiellement en forme de mandrin en un matériau électriquement
conducteur, caractérisé en ce qu'au moins l'un des éléments de machine (1, 2) est constitué d'une matière plastique
électriquement conductrice qui, en raison de la fabrication, est au moins partiellement
recouverte d'une peau injectée (4) électriquement isolante et en ce que l'au moins une saillie (6) essentiellement en forme de mandrin est agencée sur le
côté du corps porteur (5) tourné vers la peau injectée (4) et traverse complètement
la peau injectée (4).
2. Agencement d'étanchéité selon la revendication 1, caractérisé en ce que le corps porteur (5) et la saillie (6) sont réalisés d'une seule pièce, en se fondant
l'un dans l'autre et en un seul matériau.
3. Agencement d'étanchéité selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le corps porteur (5) et la saillie (6) sont constitués d'un matériau métallique.
4. Agencement d'étanchéité selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le joint d'étanchéité (3) est réalisé sous forme de joint d'étanchéité plat (7).
5. Agencement d'étanchéité selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'au moins un élément de machine (1, 2) est formé par une partie de boîtier (8, 9)
d'un boîtier (10).
6. Utilisation d'un agencement d'étanchéité selon l'une quelconque des revendications
1 à 5, caractérisée en ce que les deux éléments de machine (1, 2) forment les parties de boîtier (8, 9) du boîtier
(10) et entourent un composant électrique (11) émettant des ondes électromagnétiques
parasites en le protégeant électromagnétiquement.